Bioteknologi industri menggunakan sel hidup atau enzim untuk menghasilkan produk dan bahan kimia industri. Kadang-kadang disebut juga bioteknologi putih. Bioteknologi industri menghasilkan enzim untuk deterjen, asam organik untuk makanan dan plastik, asam amino untuk pakan ternak, dan biofuel untuk transportasi. Bioteknologi industri juga menghasilkan bahan kimia khusus yang sulit atau mahal untuk dibuat dengan kimia tradisional.

Keuntungannya adalah dari segi lingkungan. Proses biologis berjalan pada suhu dan tekanan yang lebih rendah daripada proses kimia, sehingga menghemat energi. Proses ini menggunakan bahan baku terbarukan, seperti pati jagung, tebu, atau limbah pertanian. Proses ini menghasilkan lebih sedikit limbah berbahaya. Proses ini dapat menggantikan produk berbasis minyak bumi dengan alternatif berbasis bio. Enzim dalam deterjen cucian, misalnya, memungkinkan pakaian dicuci pada suhu yang lebih rendah, sehingga menghemat energi di jutaan rumah.

Tantangannya bersifat ekonomi. Proses biologis bisa lebih lambat dan lebih mahal daripada proses kimia. Produk-produk tersebut harus bersaing dalam hal harga dengan alternatif petrokimia yang sudah mapan. Peningkatan skala produksi sulit dilakukan. Kontaminasi merupakan risiko yang konstan. Dan bahan baku harus terjangkau dan berkelanjutan. Penggunaan tanaman pangan untuk produksi industri menimbulkan kekhawatiran yang sama seperti biofuel generasi pertama.

Bioteknologi industri sedang berkembang pesat. Perusahaan-perusahaan seperti Novozymes, DSM, dan BASF memproduksi enzim dan bahan kimia dalam skala besar. Bidang ini merupakan bagian dari pergeseran yang lebih luas menuju ekonomi berbasis bio.